机械制造技术课件5刀具磨损与刀具耐用度.ppt

机械制造技术课件5刀具磨损与刀具耐用度刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命l刀具磨损过程刀具磨损过程初初期期磨磨损损阶阶段段：刀具表面粗糙度大、单位面积压力高，磨损快。正常磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段急剧磨损阶段：磨损后切削温度升高，磨损量急剧增加。金金属属切切削削过过程程l刀具磨损的原因刀具磨损的原因：o1.机械摩擦磨损机械摩擦磨损：磨粒磨损、粘结磨损2.热效应磨损热效应磨损：相变磨损-高速钢刀具氧化磨损、扩散磨损-硬质合金刀具l刀具寿命及其影响因素刀具寿命及其影响因素磨钝标准：通常指刀具后刀面允许的最大磨损量。磨钝标准：通常指刀具后刀面允许的最大磨损量。刀具寿命刀具寿命T：刀具开始切削到达到磨钝标准中切削时间。：刀具开始切削到达到磨钝标准中切削时间。影影响响刀刀具具寿寿命命的的因因素素：切切削削用用量量；工工件件材材料料；刀刀具具材材料料及几何角度；其它因素。及几何角度；其它因素。切切削削用用量量中中采采用用尽尽可可能能大大的的背背吃吃刀刀量量，采采用用能能满满足足已已加加工工表表面面粗粗糙糙度度要要求求的的尽尽可可能能大大的的进进给给量量，再再根根据据所所确确定定的的刀刀具具寿寿命命值值，按按切切削削用用量量与与刀刀具具寿命的关系公式计算切削速度。寿命的关系公式计算切削速度。切切削削用用量量对对刀刀具具寿寿命命的的影影响响程程度度与与切切削削用用量量对对切切削削温温度度的的影影响响程程度度是是一一致致的的，切切削削速速度度对对刀刀具具寿寿命命的的影影响响最最大大，其其次次是是进进给给量量，背背吃吃刀刀量量的的影影响响很小。很小。金金属属切切削削过过程程3.3切削过程基本规律切削过程基本规律3.3切屑的控制切屑的控制l切屑的形成切屑的形成：推挤作用切割作用崩崩碎碎切切屑屑：不不规规则则屑屑片片，较较低低vc，较较大大ap，f加加工工脆脆性性金属时产生。金属时产生。l切屑的种类（不考虑刀具断屑等因素的影响）切屑的种类（不考虑刀具断屑等因素的影响）带带状状切切屑屑：上上表表面面毛毛茸茸状状，下下表表面面光光滑滑的的连连续续切切屑屑，大大0，高，高vc，小，小ap，f加工塑性金属时产生。加工塑性金属时产生。节节状状（挤挤裂裂）切切屑屑：上上表表面面锯锯齿齿状状，下下表表面面光光滑滑的的连连续切屑，较低续切屑，较低vc，较大较大ap，f加工中等硬度塑性金属时产生。加工中等硬度塑性金属时产生。粒粒状状（单单元元）切切屑屑：菱菱形形单单元元分分离离体体，较较低低vc，较较大大ap，f加工硬度较高塑性较差金属时产生。加工硬度较高塑性较差金属时产生。金金属属切切削削过过程程切屑的折断切屑的折断金属切削过程中产生的切屑是否易折断，与工件材料的性能及切屑变形有密切关系。工件材料的强度越高、延伸率越大、韧性越高，切屑越不易折断。如合金钢、不锈钢等就较难断屑。而铸铁、铸钢等就较易断屑。在在前前刀刀面面上上磨磨出出或或压压制制出出卷卷屑屑槽槽，迫迫使使切切屑屑流流入入槽槽内内经经受受卷卷曲曲变变形形。经经附附加加变变形形后后的的切切屑屑进进一一步步硬硬化化，当它再受到弯曲和冲击就很容易被折断。当它再受到弯曲和冲击就很容易被折断。磨制断屑槽磨制断屑槽常用的断屑槽型式：常用的断屑槽型式：直线圆弧型，直线型，全圆弧型。直线圆弧型和直线型断屑槽直线圆弧型和直线型断屑槽:适用于切削碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般前角在o5o15o。全圆弧型全圆弧型:前角比较大，o25o35o。适用于切削紫铜、不锈钢等高塑性材料。影响断屑的主要参数有：影响断屑的主要参数有：槽宽Wn，槽深hBn。槽宽Wn应保证切屑在流出槽时碰到断屑台，以使切屑卷曲折断。进给量大，切削厚时，可以适当增加槽宽WBn。图图2-35 断屑槽型式断屑槽型式(a)直线圆弧型直线圆弧型 (b)直线型直线型 (c)全圆弧型全圆弧型断屑槽在前刀面的位置有三种型式：断屑槽在前刀面的位置有三种型式：（a）平行式；（）平行式；（b）外斜式；（）外斜式；（c）内斜式。）内斜式。其中外斜式最常用，平行式次之。内斜式主要用于其中外斜式最常用，平行式次之。内斜式主要用于背吃刀量背吃刀量ap较小的半精加工和精加工。较小的半精加工和精加工。切削用量对断屑的影响切削用量对断屑的影响切削用量的变化对断屑产生影响，选择合适的切削用量，能增强断屑效果。在切削用量参数中，进给量f对断屑影响最大。进给量f增大，切削厚度也增大，碰撞时容易折断。切削速度c和背吃刀量ap对断屑影响较小，不过，背吃刀量ap增加，切削层宽度增加，断屑困难增大；切削速度提高，断屑效果下降。刀具几何参数对断屑的影响刀具几何参数对断屑的影响对对断断屑屑影影响响较较大大的的是是主主偏偏角角r。在在进进给给量量不不变变的的情情况况下下，主主偏偏角角r增增大大，切切屑屑厚厚度度相相应应增增大大，切切屑屑也也容容易易折折断断。因因此此，在在生生产产中中希希望望有有较较好好的的断断屑屑效效果果时时，一一般般选选取取较较大大的的主主偏角，一般偏角，一般r 60o90o。刃倾角刃倾角s的变化对切屑流向产生影响，的变化对切屑流向产生影响，因而也影响断屑效果。刃倾角为因而也影响断屑效果。刃倾角为s时，切时，切屑流向已加工表面折断；刃倾角为屑流向已加工表面折断；刃倾角为s时，时，切屑流向待加工表面折断切屑流向待加工表面折断3.3.2工件材料的切削加工性加工性等级名称及种类相对加工性Kr1很易切削材料一般有色金属3.02容易切削材料易切钢2.53.03较易切削钢1.62.54普通材料一般钢与铸铁1.01.65稍难切削材料0.651.06难切削材料较难切削材料0.50.657难切削材料0.150.58很难切削材料0.15材材料料切切削削加加工工性性影响因素影响因素材料硬度；材料塑性和韧性；材料强度；弹性模量E；导热系数；其它因素。改善措施改善措施（1）选用切削性好材料及表面状态好的材料（2）热处理改善切削加工性，中、低碳钢正火处理；高碳钢球化退火；（中碳及中碳合金钢）调质钢调质处理。（3）选用合理的刀具材料及刀具角度（4）特种切削加工：振动切削；加热切削；低温切削。3.3.2影响切削加工性的因素及其改善措施影响切削加工性的因素及其改善措施材材料料切切削削加加工工性性3.3.3切削液合理地选用冷却润滑液切削速度可提高合理地选用冷却润滑液切削速度可提高合理地选用冷却润滑液切削速度可提高合理地选用冷却润滑液切削速度可提高5%5%20%20%，刀具寿命明显提高，加工表面粗糙度值减小，刀具寿命明显提高，加工表面粗糙度值减小，刀具寿命明显提高，加工表面粗糙度值减小，刀具寿命明显提高，加工表面粗糙度值减小，节能节能节能节能5%20%5%20%，生产效率提高。，生产效率提高。，生产效率提高。，生产效率提高。切削液的作用切削液的作用 冷却作用；冷却作用；冷却作用；冷却作用；润滑作用；润滑作用；润滑作用；润滑作用；清洗作用；清洗作用；清洗作用；清洗作用；防锈作用防锈作用防锈作用防锈作用切削液的种类切削液的种类vv 水溶液水溶液水溶液水溶液冷却为主冷却为主冷却为主冷却为主vv 切削油切削油切削油切削油润滑为主润滑为主润滑为主润滑为主vv 乳化液乳化液乳化液乳化液兼顾冷却与润滑兼顾冷却与润滑兼顾冷却与润滑兼顾冷却与润滑切切削削液液切削液的选用切削液的选用粗加工粗加工：主要以降低切削温度、冷却为主。精精加加工工：主要是改善表面质量，提高刀具耐用度，稳定精度，以润滑为主。切削高强度钢、高温合金钢等难加工材料，应选用极压切削油或极压乳化液。切切削削液液l切削用量的选择原则切削用量的选择原则：1）粗粗加加工工时时，为为提提高高机机械械加加工工效效率率，首首先先选选择择较较大大的的切切削削深深度度，其其次次是是较较大大的的进进给给量量，最最后后选选择择中中低切削速度，以保证刀具寿命。低切削速度，以保证刀具寿命。2）精精加加工工时时，为为保保证证加加工工质质量量，首首先先选选择择较较小小的的切切削削深深度度（保保证证加加工工尺尺寸寸精精度度），其其次次选选择择较较小小的的进进给给量量（保保证证表表面面粗粗糙糙度度要要求求），最最后后选选择择低低速速（高高速速钢钢刀刀具具）或或高高速速（硬硬质质合合金金刀刀具具）切切削削，以以保证刀具寿命。保证刀具寿命。金金属属切切削削过过程程